Présentation

Ce document propose une démarche de conception d'un circuit imprimé. Plusieurs logiciels permettent de réaliser assez facilement ses circuits. Avec l'émergence de la mode DIY, des logiciels libres et faciles à prendre en main ont vu le jour. L'un des plus célèbres d'entre eux est Fritzing. Particulièrement adapté à la conception de shields pour Arduino, il propose de nombreuses fonctionnalités et sa bibliothèque de composants est assez fournie pour les composants les plus standard.
L'utilisation de ce logiciel ne sera pas présentée ici car sa prise en main est très simple, mais il mérite qu'on parle de lui car l'initiative de ses concepteurs est tout à fait louable. Le logiciel de conception de circuits (ou PCB) le plus connu est Eagle. Longtemps payant, il a été racheté par Autodesk, qui à notamment conçu Inventor, logiciel que nous avons utilisé dans le tutoriel sur l' l'impression 3D. Maintenant totalement gratuit, Eagle nécessite simplement de se créer un compte. Son installation classique et nécessite ne sera pas abordée ici. Ce parcours sera décomposé de la manière suivante:

Enfin, un guide rudimentaire d'entretien, mais indispensable, viendra clore ce document.
Je tiens à faire remarquer que ce document n'a pas la prétention de donner un descriptif exhaustif pour chaque partie. Le but est d'être rapidement opérationnel sur l'impression 3D.

Notre support d'étude

De nombreux capteurs sous Arduino sont disponibles sous la forme d' assemblages prêt à l'emploi et clipsables sur la carte. Cependant, leur intégration au milieux d'autres périphériques peut devenir rapidement fastidueuse.

La tour de shield infernale
Un empilement pour le moins surprenant

Pour un montage propre, personnalisé, notamment pour une commercialisation éventuelle, ou simplement pour le plaisir de concevoir, l'intégration de composants sur un même pcb s'impose.

Nous proposons comme support d'étude un décodeur de signaux en quadrature de phase. Le schéma de principe est donné ci-dessous:

Principe du comptage

Le circuit a pour entrées 2 signaux en quadrature de phase, nommés A et B pour la suite. Sa fonction est de compter le nombre de fronts montants et descendants de chaque signaux. Suivant le retard ou l'avance du signal A par rapport à B (que l'on peut définir suivant le contexte), le comptage est soit incrémenté ou décrémenté de 1. La sortie du circuit fournit un donc un nombre entier, signé. Il est transmit à un micro-contrôleur qui exploitera ce nombre sous la forme d'une variable pour un traitement ultérieur.
Le composant sur lequel nous nous baserons est le ls7366R.
Ce composant est extrêment puissant. Il dispose d'un compteur signé sur 32 bits, ce qui laisse la possibilité de compter sur de grandes valeurs, et autorise une fréquence de comptage de 40 MHz sous 5 V, et 20 Mhz sous 3,3 V. La communication vers le microcontroleur se fait via le protocole SPI. Pendant la durée du transfert, le comptage continue de manière à ce qu'aucun "top" ne soit raté.

Pour la suite, nous nous baserons sur le circuit recommandé de la fiche technique du produit, que nous modifierons pour l'adapter à nos besoin. La démarche proposée permettra de créer un circuit simple, il n'est pas nécessairement indispensable de suivre ce parcours avec le cirduit proposé. Si vous avez des besoins en cours, utilisez votre propre circuit et suivez les étapes, elles seront dans la globalité identiques.

Cablage datasheet
Câblage recommandé

Pour continuer, il ne vous reste plus qu'à installer Eagle!

Eagle